环保长效型双组分道路标线性能的探讨

2021-07-27 03:02赵双生

工程与建设 2021年2期

杨航, 赵双生

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽合肥 230088)

0 引言

道路交通标线反光性能直接关系到夜间的行车安全，其耐久性关系到反光性能的持续性及后期的养护成本。传统热熔标线材料经改进后，虽然高反光性能可以得到有效解决，但限于材料本身的特点，标线高反光性能的持续性差，玻璃珠易脱落，耐久性成为亟待解决的重要问题。与传统热熔标线相比，双组分道路标线具有耐磨性高、附着性强、持续高反光性、耐久性好等优势。因此基于双组分改性环氧树脂胶凝材料，掺加颜填料，自主研究一种环保长效型双组分道路标线就十分有意义了。本文通过室内外试验，探讨环保长效型双组分道路标线性能和耐久性。

环保长效型双组分道路标线优势有：

(1)环保；

(2)长效、高反光性；

(3)高辨认性、夜间的高视认性；

(4)长寿命、耐久、经济实用；

(5)自洁。

1 环保长效型双组分道路标线探讨

本节主要对双组分道路标线的耐磨性、逆反射性、黏附性和耐久性等方面进行探讨。

1.1 耐磨性

根据《色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法》(GB/T 1768-2006)对试样进行耐磨性测试，以评价双组分标线的耐磨性。

试样测试采用JM-1V漆膜磨耗仪，磨耗仪两端的配重之和为1 000 g，采用JM-100橡胶砂轮，200次，如图1所示，测试结果见表1。

图1 JM-1V漆膜磨耗仪及橡胶砂轮

表1 双组分标线漆磨耗测试

双组分环氧标线涂料磨耗平均值为10.5 mg，远低于国家标准中双组分标线涂料不超过40 mg的规定，具有突出的耐磨性能。

1.2 逆反射性

道路交通标线逆反射性能是夜间视认性的关键指标，以逆反射系数评价。逆反射性能由玻璃珠与颜料共同作用完成。玻璃珠的种类多样，根据要求的不同，有多种选择，如普通玻璃珠、高亮珠、雨夜珠等。如图2所示，当玻璃珠撒布在涂膜上后，逆反射系数与玻璃微珠裸露程度有关，裸露过少，则产生光线折射的面积也会减少；裸露过多，光线则从玻璃微珠内部折射出去，难以达到理想的逆反射效果,且裸露过多时漆膜对其附着力变差，易被轮胎磨掉，影响标线的使用寿命。因此，玻璃珠裸露以40%～50%较为适宜。

图2 标线反光性原理图

对双组分道路标线逆反射系数影响因素进行分析，归纳为如下4个主要试验因素。

1.2.1 玻璃珠粒径

玻璃珠以复配方式进行试验设计，拟采用0.6～1.2 mm和0.8～1.4 mm两种粒径范围的玻璃珠复配，并确定8∶2、6∶4、5∶5、4∶6和2∶8五个正交试验水平。

1.2.2 玻璃珠面撒量

玻璃珠面撒量也存在一个合理范围，面撒量过低，逆反射系数小；面撒量过高，玻璃珠堆积同样降低逆反射性能，且影响标线外观，提高成本。对于面撒量，拟定0.2 kg/m2、0.4 kg/m2、0.6 kg/m2、0.8 kg/m2和1.0 kg/m2五个正交试验水平。

1.2.3 涂料黏度

涂料黏度会影响玻璃珠的沉降速率，黏度越大，玻璃珠沉降阻力越大，玻璃珠裸露面积越大；黏度过小，玻璃珠裸露面积也会过小，因此涂料黏度也是标线逆反射性能的影响因素。粉料比例及防沉触变剂比例是涂料黏度的主要影响因素，但本试验优先考虑粉料比例的影响，拟定46%、48%、50%、52%和54%五个正交试验水平。

1.2.4 涂膜厚度

涂膜厚度对玻璃微珠的沉降情况影响较为直观，越厚则同等条件下玻璃珠裸露得越少，反之则裸露得越多,拟定0.8 mm、1.0 mm、1.2 mm、1.4 mm和1.6 mm五个正交试验水平。

探讨标线逆反射系数采用4因素5水平的正交实验，选取L25(56)正交表进行实验，实验结果分析如下：

粉料比例是正交试验4个因素中最大影响因素。粉料比例越高，钛白粉颜料掺量也越高。为获得更为良好的逆反射性能，同时又考虑成本控制，合理确定钛白粉含量至关重要。因此以相同涂膜厚度、面撒量和玻璃珠粒径，拟定钛白粉含量分别为8%、10%、12%、14%、16%，测试其逆反射系数变化，如图3所示。

图3 不同钛白粉含量下的逆反射系数

由图3可知，随着钛白粉掺加比例的增大，逆反射系数先增加后减小，10%为钛白粉最佳掺量。为进一步分析玻璃珠粒径和撒布量对逆反射系数的影响，确定两种因素的最佳水平以获得理想的逆反射系数，采用两种玻璃珠复配，采用 8∶2、6∶4、4∶6、2∶8四种水平，撒布量采用0.2 kg/m2、0.4 kg/m2、0.6 kg/m2、0.8 kg/m2四种水平，采用L16(45)正交表，试验结果见表2，并对试验结果进行方差分析，见表3。